氮肥深施对玉米产量及氮素积累和转运的影响

摘要：本文研究了不同氮肥施用深度对玉米产量、氮素积累、分配及转运的影响。发现相比于施氮深度10 cm，施氮深度15 cm、20 cm和25 cm均提高了各器官的氮素积累量，同时促进了花后氮素积累向籽粒的转运，增加了穗粒数和百粒重，从而提高了产量。其中施氮深度20 cm处理表现最优，是本地区玉米生产上最适氮肥施用深度。

关键词：氮肥深施；分配；转运

氮肥是提高玉米籽粒产量最关键的养分，在作物整个生育期都发挥着重要作用[1]。目前，本地区主要施氮方式为表层施氮或浅层施氮，常年表层或浅层施氮会导致氮以NH3和N2O的形式流失[2]。已有研究报道深施氮肥可有效减少氮素损失，促进根系生长，提高作物产量[3]。但深施氮肥对玉米氮素积累、分配和转运的影响机理尚不清楚。

因此，本试验研究了不同施氮深度对玉米植株氮素积累特性和产量的影响，以期明确本地区玉米生产上最适氮肥施用深度，以及氮素积累和转运对产量的调控机制。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验于2022—2023年在罗庄区农业农村局示范户基地进行，设置4个不同氮肥施用深度处理，分别为10 cm（CK）、15 cm（N1）、20 cm（N2）和25 cm（N3）。氮、磷（105 kg/hm2）、钾（210 kg/hm2）肥均作为基肥一次性施用，氮肥采用人工施用，人工开沟至相应深度，将氮肥均匀撒施于沟底后人工覆土；磷、钾肥采用机器施用。小区行长10 m，行距0.6 m，小区面积60 m2，设置3次重复。供试玉米品种为‘登海605’，种植密度67 500株/hm2，每年均于6月6日播种，10月6日收获。生育期进行田间病虫草害防治。

1.2 测定项目与方法

各小区取中间4行进行收获，记录穗数、总鲜重和平均10穗重，根据计算结果选10个均匀果穗于室内考种，分别测定穗粒重、穗行数、行粒数、百粒重和籽粒含水量，并折算14%含水量的玉米产量。在开花期、成熟期分别于各小区选取3株具有代表性的植株进行取样，按叶片+叶鞘、茎秆、苞叶+穗轴、籽粒进行分类，将植株样品放置于105℃烘箱中进行杀青30 min，之后在90℃条件下烘干至恒重，用1%天平进行称重并记录。将各器官烘干样品粉碎后过60目筛，供室内测定各器官的氮素含量，氮含量测定采用半微量凯氏定氮法[2]。

1.3 数据处理和分析

试验数据运用Excel 2016整理并计算，运用SPSS Statistics 20.0软件进行统计分析，运用Origin 2017软件绘图。

2 试验结果

2.1 产量及产量构成

由表1可知，氮肥深施均提高了玉米产量，与CK相比，N1、N2和N3处理在2022年产量分别增加7.8%、10.7%和4.2%，2023年分别增加7.5%、11.6%和4.9%；其中，N2处理两年均显著高于CK处理。与CK处理相比，N1、N2和N3处理穗数两年平均增加0.5%、1.2%、0.5%，穗粒数两年平均增加4.5%、5.9%、2.6%，百粒重两年平均增加2.5%、3.8%、1.4%；N2处理穗数、穗粒数和百粒重两年均显著高于CK，N1、N3处理穗粒数显著高于CK。

2.2 氮素分配

由表2可知，与CK相比，N1、N2和N3处理吐丝期叶片+叶鞘氮素积累量两年平均提高8.50%、15.30%和6.49%，茎秆氮素积累量提高2.54%、4.55%和3.17%，地上部氮素积累量提高6.00%、10.78%和5.10%。氮肥深施促进了开花期各器官氮素的积累，施氮深度15 cm（N1）、20 cm（N2）、25 cm（N3）各器官氮素积累量均高于10 cm（CK），其中，施氮深度20 cm处理各器官氮素积累量最高，两年均显著高于10 cm处理。同时，氮肥深施促进了吐丝期氮素向叶片的分配，CK、N1、N2和N3处理叶片氮素积累量占全株氮素积累量比例分别为57.96%、59.32%、60.32%和58.72%。

深施氮肥促进了成熟期各器官的氮素积累。与CK相比，N1、N2和N3处理成熟期叶片+叶鞘的氮素积累量两年平均提高10.93%、16.61%和8.62%，茎秆氮素积累量提高2.65%、8.61%和0.81%，苞叶+穗轴氮素积累量提高2.73%、8.53%和2.14%，籽粒氮素积累量提高13.14%、20.10%和10.64%，地上部氮素积累量提高10.96%、17.43%和8.71%。深施氮肥促进了成熟期氮素向籽粒的分配，CK、N1、N2和N3处理籽粒氮素积累量占全株氮素积累量比例分别为59.29%、60.46%、60.64%和60.35%。

2.3 氮素转运

由表3可知，氮肥深施提高了氮素转运量和花后氮素积累量，并提高了花后氮素积累对籽粒氮素积累的贡献率。与CK相比，N1、N2和N3处理氮素转运量分别增加2.1%、5.7%和2.9%；花后氮素积累量分别增加17.9%、26.8%和13.8%；花后氮素积累对籽粒氮素积累贡献率分别增加7.4%、9.1%和5.3%；N2处理氮素转运量、花后氮素积累量、花后氮素积累对籽粒氮素积累的贡献率均显著高于CK处理。氮肥深施提高了氮收获指数，但各处理间差异不大。N1、N2和N3处理与CK相比，氮肥偏生产力分别提高7.7%、11.2%和4.6%；其中N2处理显著高于CK处理。

3 讨论与结论

3.1 不同氮肥施用深度对玉米产量的影响

氮作为植株生长发育的基本营养物质，对玉米产量的提高具有重要作用 [4]。本试验中，氮肥深施处理玉米产量提高4.2%～11.6%。产量的提高是产量构成因子间相互协调的结果，穗数、穗粒数和百粒重对产量均有显著影响 [4]。与施氮深度10 cm相比，施氮深度15 cm、20 cm、25 cm处理均提高了穗数、穗粒数和百粒重。其中，施氮深度20 cm处理产量、穗数、穗粒数和百粒重均显著高于施氮深度10 cm，说明施氮深度20 cm是本地区玉米生产上最适氮肥施用深度。

3.2 不同氮肥施用深度对植株氮素积累特性的影响

氮肥深施既可以减少氮肥流失，又可以促进根系生长，提高植株对氮肥的吸收能力[5]。本研究表明，氮肥深施提高了各器官的氮素积累量，促进了吐丝期氮素向叶片以及成熟期氮素向籽粒的分配，提高了花后各器官氮素的积累量，并促进了花后氮素积累向籽粒的转运。施氮深度15 cm、20 cm、25 cm处理在各项指标上均优于施氮深度10 cm，其中，施氮深度20 cm处理间各指标均显著高于施氮深度10 cm，说明施氮深度20 cm对氮素积累、分配和转运的作用效果最明显。

参考文献

[1] 郭海斌，石媛媛.氮肥对夏玉米花粒期叶片衰老、氮素运移效率及碳氮比的影响[J].江苏农业科学，2023，51（22）：76-86.

[2] 高飞，任亮奇，崔增团，等.氮肥深施对旱作覆膜农田土壤养分含量及春玉米产量的影响[J].干旱地区农业研究，2023，41（5）：89-98.

[3] 姜佰文，于士源，杨贺淇，等.增密种植条件下苗期深松与氮肥侧深施对玉米根系生长与氮效率的影响[J].东北农业大学学报，2023，54（6）：1-9+19.

[4] 王瑞，李向岭，郭栋，等.增施氮肥对夏玉米花后高温胁迫下籽粒碳氮代谢的影响[J].作物学报，2023，49（12）：3342-3351.

[5] 程乙.氮肥减量深施对夏玉米根系构型及水氮利用效率的调控[D].济南：山东农业大学，2020.